植物大实验 干旱胁迫对冬小麦幼苗生长及生理特性的影响

干旱胁迫对冬小麦幼苗生长及生理特性的影响

摘要：为了研究干旱胁迫对冬小麦幼苗生理特征的影响,本试验以冬小麦为供试植物,采用盆栽试验,通过设置不同水分处理,干旱胁迫一段时间后,测定其生物量、叶绿素a、叶绿素b、叶绿素总量、类胡萝卜素等,结果表明：进行干旱胁迫，小石麦的叶绿素a、类胡萝卜素含量均表现出含量显著降低，干旱胁迫显著降低了冬小麦的生物量。说明在营养生长过程中小石麦叶绿素含量与水分管理有密切关系，探明叶绿素之间的关系，有利于为在干旱、半干旱区的植被恢复提供理论依据。

关键词：干旱胁迫冬小麦叶绿素生物量

1.前言

当前,环境恶化严重威胁人类的生存与发展,干旱是最为严重的自然灾害之一,其出现的次数、持续的时间、影响的范围及造成的损失居各种自然灾害之首。据统计全世界由于干旱胁迫导致的作物减产可超过其他因素造成减产的总和。而我国是荒漠化危害较为严重的国家之一,荒漠化带来的恶劣生态环境条件已给我国的经济和社会发展带来严重影响。几年来,我国的荒漠化治理工作虽然取得了举世瞩目的成绩,并在局部地区控制了荒漠化的发展,但还未从根本上扭转荒漠化土地扩大的趋势。

小麦是我国重要的粮食作物，对于小麦而言，干旱是一个最具威胁的逆境。干旱对植物的伤害极大，主要表现在植物各部位间水分重新分配、膜受损伤、光合作用减弱、渗透势下降等方面。干旱导致减产的重要原因就是降低了作物的光合作用，使净光合速率和气孔导度下降。作物叶绿素含量的高低是反映其光合能力的重要指标之一,叶绿素的含量往往直接影响着光合作用的速率和光合产物的形成,最终影响作物产量和品质的提高。类胡萝卜素可参与植物光合机构中过剩光能的耗散,进而使植物免受光抑制的损伤。多年来，各国小麦育种专家和植物生理学家从生理方面对小麦抗旱性进行了大量深入的研究，并取得了一定进展，为提高小麦产量和质量作出了很大贡献。

本试验以冬小麦为供试植物,采用盆栽试验,通过设置不同水分处理,干旱胁迫一段时间后,测定其生物量、叶绿素a、叶绿素b、叶绿素总量、类胡萝卜素等,探讨它们之间的关系,为在干旱、半干旱区的植被恢复提供理论依据。

2.材料与方法

2.1试验材料

吸胀的小麦种子，干旱胁迫下的小麦幼苗，正常生活状态下的小麦幼苗。

2.2试验设计

试验设置干旱和正常2个处理，干旱和正常2个处理在试验初期为保证小麦的正常生长，均进行正常的水分管理。每花盆中加入200g土壤，在盆中分别加入正常种子10粒，浇水21.29g,培养两星期，其中每次浇水间隔为24h，每次保证总重恒定。（总重=纸杯重+土重（200g）+4水21.29g+种子0.7种子）

培养两星期后，开始对冬小麦麦进行间苗，干旱处理，保持总重恒定。浇水间隔为24h。培养两星期。（干旱环境总重=盆重4.4g+土重（200g）+水1.4g+种子0.7g=206.5g；正常环境总重=盆重4.4g+土重（200g）+水21.29g+种子0.7g=226.39g）

两星期后，将小麦进行处理，将地上部分和地下部分进行称重，并把地上部分取出0.3g，加入5ml80%丙酮，置于4000r/min下离心5min。

2.3测定内容

2.3.1生物量测定

生物量=冬小麦地上部分重量+石麦地下部分重量

2.3.2叶绿素含量测定

用离心液于663nm、646nm、470nm处测定其OD值。

2.4计算

根据如下公式计算叶绿素a、叶绿素b、叶绿素总量、类胡萝卜含量。

叶绿素a（mg/L）=12.2×A663-2.81×A646

叶绿素b（mg/L）=20.1×A646-5.03×A663

叶绿素总量（mg/L）=叶绿素a+叶绿素b

类胡萝卜（mg/L）=(1000×A670-3.27×叶绿素a-104×叶绿素b)/229

叶绿体色素含量（mg/gFW）=色素浓度×提取液体积/样品鲜重3.结果

3.1 干旱胁迫对叶绿素含量的影响

叶绿素作为最重要的光合色素之一，在植物的生长发育过程中起着重要的作用。而叶绿素含量的多少受很多因素制约，其中，包括水分、光照、温度等。在该试验中通过干旱胁迫来研究小石麦叶绿素含量的变化。由图表可以看出：进行干旱胁迫，小石麦的叶绿素a、类胡萝卜素含量均表现出含量显著降低，说明在营养生长过程中小石

麦叶绿素含量与水分管理有密切关系。。作物光合作用对干旱胁迫十分敏感,干旱胁迫

导致作物光合速率下降是干旱作物减产的重要原因

植物生物量包括地上生物量和地下生物量两部分，在生产实践中，小石麦主要应用其地上部分生物量。由表Ⅱ可以看出，干旱胁迫显著降低了小石麦的生物量。根冠比增加说明，干旱条件根系发达，充分吸收水分，根冠弱小减少水分蒸腾，从而可以适应干旱条件维持正常的生命活动。

4.结论

干旱胁迫造成植物生物量减少，根冠比增加，叶绿素合成受阻。

5.讨论

干旱是栽培作物最大的逆境因子,其危害程度相当于其他自然灾害之和[。作物在不同生育阶段经常遭受不同程度的水分亏缺胁迫,它们对作物的生长发育、物质生产及最终经济学产量都有不同程度的影响。

作物叶绿素含量的高低是反映其光合能力的重要指标之一,小麦叶片叶绿素含量的高低直接影响着光合速率和光合产物的形成,提高小麦开花后功能叶片叶绿素含量与提高小麦产量品质密切相关。类胡萝卜素除吸收传递光能外,还可起保护作用。测定植物生物量、叶绿素a、叶绿素b、叶绿素总量、类胡萝卜素等,探讨它们之间的关系,为在干旱、半干旱区的植被恢复提供理论依据。

本试验结果表明,在干旱胁迫下,小麦叶片的叶绿素总量下降,可能此时光合器官的生理功能遭到破坏.